[发明专利]一种活化的Znx

说明书

本发明涉及一种活化的Zn_xIn_(3‑x)S₄及其制备方法与作为汞吸附剂的应用，属于燃煤烟气污染物控制技术领域。制备方法为将锌盐和铟盐溶解于去离子水中，然后加入模板剂和硫源，充分混匀后，置于密封的反应釜中进行水热反应，再进行抽滤，将固相进行洗涤和干燥，得到黄色沉淀，再研磨粉碎，然后采用低温等离子体对研磨粉碎后的黄色沉淀进行改性处理，低温等离子体的工作电压优选为20kV‑60kV，得到活化的Zn_xIn_(3‑x)S₄，所述x的取值范围为0x3。本发明制备方法简单可靠，成本低廉，作为汞吸附剂的应用时脱汞效率高，应用的窗口温度宽，并且具有良好的抗H₂O和SO₂中毒性能，能够大大降低脱汞成本。

技术领域

本发明属于燃煤烟气污染物控制技术领域，更具体地，涉及一种活化的Zn_xIn_(3-x)S₄及其制备方法与作为汞吸附剂的应用。

背景技术

汞是一种有毒的大气污染物，对生态环境和人类造成极大的危害。燃煤电厂被认为是最大的人为汞排放源之一。2013年，美国环保局(EPA) 更新燃煤电厂的汞排放标准，该标准要求目前燃烧低阶煤的电厂所排放的汞量必须低于0.003lb/GWh。中国环保部颁布的《火电厂大气污染物排放标准》要求：火电厂从2015年1月1日起执行0.03mg/m³的汞及化合物污染物排放限值。基于我国火电机组的巨大基数和煤中汞含量高的现状，开发高效、经济、环境友好的汞控制技术迫在眉睫。

燃煤烟气中的汞包括单质汞(Hg⁰)，氧化态汞(Hg²⁺)和颗粒态汞(Hg_p)。 Hg⁰由于挥发性高，水溶性低和化学惰性等原因，很难被现有的空气污染控制设备脱除。因此，Hg⁰的捕获是燃煤电厂汞排放控制最大挑战之一。燃煤电厂汞排放控制技术主要包括催化氧化、溴化物添加和吸附剂喷射等技术。运用催化氧化与溴化物添加等技术，Hg⁰可以被有效地氧化成Hg²⁺，随后被湿法脱硫设备有效地脱除。然而，这两种技术的实质是将汞从燃煤烟气中转移到脱硫溶液或脱硫石膏中，并没有从根本上解决问题，很容易由于汞的二次释放造成污染。燃煤电厂汞排放控制技术中，吸附剂喷射技术被认为是最有前景的汞排放控制技术。目前投入工业应用的汞吸附剂主要是活性炭等碳基吸附剂，该类型吸附剂主要存在以下问题：1)吸附剂用量大，运行费用较高；2)影响飞灰含碳量，不利于飞灰的回收利用；3)吸附剂与飞灰混合在一起，不能够再生；4)吸附的汞不能被集中控制，容易造成二次污染。因此，亟需开发新型高效的汞吸附剂，以便更好地满足现代化燃煤电厂汞排放控制过程中的多种复杂需求。

发明内容

本发明解决了现有技术中汞吸附剂吸附效率不高，抗二氧化硫和水中毒能力不强的技术问题。本发明通过采用低温等离子体对锌铟复合物进行改性处理，得到活化的Zn_xIn_(3-x)S₄，具有更大的比表面积、发达的孔隙结构和丰富的表面活性位，其可有效吸附燃煤烟气中的Hg⁰，具有成本低廉、结构性能良好、温度窗口宽、脱汞效率高、吸附容量大等优点。

按照本发明的第一方面，提供了一种活化的Zn_xIn_(3-x)S₄的制备方法，包括以下步骤：

(1)将锌盐和铟盐溶解于去离子水中，然后加入模板剂和硫源，充分混匀后，得到混合溶液，将该混合溶液置于密封的反应釜中进行水热反应；所述水热反应完成，进行抽滤，将抽滤后得到的固相进行洗涤和干燥，得到黄色沉淀；